圆形水池计算书

圆形水池设计

项目名称构件编号日 期 设 计校 对审 核 执行规:

《混凝土结构设计规》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规》 《建筑地基基础设计规》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规》 《建筑结构荷载规》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规》

《给水排水工程构筑物结构设计规》(GB 50069-2002), 本文简称《给排水结构规》

《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》

钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500

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1 设计资料 1.1 基本信息

圆形水池形式:有盖

3

池液体重度10.0kN/m 浮托力折减系数1.00 裂缝宽度限值0.20mm 抗浮安全系数1.10

水池的几何尺寸如下图所示:

- -可修编.

- .

1.2 荷载信息

2

顶板活荷载:1.50kN/m

2

地面活荷载:10.00kN/m 活荷载组合系数:0.90 荷载分项系数: 自重 :1.20 其它恒载:1.27 地下水压:1.27 其它活载:1.40 荷载准永久值系数: 顶板活荷载 :0.40 地面堆积荷载:0.50 地下水压 :1.00 温(湿)度作用:1.00 活载调整系数: 其它活载:1.00 不考虑温度作用 1.3 混凝土与土信息

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土天然重度:18.00kN/m 土饱和重度:20.00kN/m 土摩擦角ψ:30.0度

地基承载力特征值fak=40.00kPa

基础宽度和埋深的地基承载力修正系数ηb=1.00、ηd=1.00 混凝土等级:C25 纵筋级别:HRB400

3

混凝土重度:25.00kN/m 配筋调整系数:1.20 纵筋保护层厚度: 位置 上侧(侧) 下侧(外侧) 顶板(mm) 40 35 池壁(mm) 40 35 底板(mm) 35 50

2 计算容

（1）荷载标准值计算 （2）抗浮验算

（3）地基承载力计算 （4）力及配筋计算 （5）抗裂度、裂缝计算 （6）混凝土工程量计算 3 荷载标准值计算 顶板:恒荷载:

2

顶板自重 :5.00kN/m 活荷载:

- -可修编.

- .

顶板活荷载:1.50kN/m2

底板:恒荷载:

顶板自重+池壁自重: 67.41kN/m2

覆土自重:12.50kN/m2

活荷载:

顶板活荷载:1.24kN/m2

地面活荷载:1.74kN/m2

地下水作用:12.50kN/m2

池壁:恒荷载:

池水压力 :10.00kN/m2

池外侧土压力(池顶):0.67kN/m2

池外侧土压力(池底):24.00kN/m2

活荷载:

池外水压力(池顶) :2.00kN/m2

池外水压力(池底) :72.00kN/m2

地面活荷载 :3.33kN/m2

4 地基承载力验算:

计算基础底面的压力：

池壁壁圆面积:Aic=πR2 = 3.14×0.7502 = 1.77m2

池壁外壁圆面积:A＋t)2=3.14×(0.750＋0.25)2=3.14m2

t=π(R 顶板自重Gt=γc×At×t1=25.00×3.14×0.20=15.71kN 池壁自重Gs=γc×As×H=25.00×1.37×7.000=240.53kN 底板自重Gb=γc×Ab×t2=25.00×3.80×0.30=28.51kN

水池自重Gp=Gt＋Gs＋Gb=15.71＋240.53＋28.51=284.75kN

挑出部分覆土重Gexs=γ土×(Ab－At)×Hw＋(γ饱和－γ水)×(Ab－At)×(Hb－Hw－t2) =18.00×(3.80－3.14)×0.000＋(20.00－10.00)×(3.80－3.14)×(7.500-0.000-0.30)

=47.50kN

池水自重Gw=pw×Aic=10.00×1.77=17.67kN 顶板活荷载Gq=qk×At=1.50×3.14=4.71kN

外挑部分活荷载Gqm=qm×(Ab-At)=10.00×(3.80-3.14) =6.60kN 地下水荷载Giw=47.50kN

基础底面的压力pk=(Gp＋Gw＋Gexs＋Gq＋Gqm＋Giw)/Ab=408.73/3.80=107.52kPa 基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m，需修正承载力特征值 计算地基承载力特征值修正值： fa=fak＋ηbγ(b-3)＋ηdγm(d-0.5) 水池底板底下的土的重度

γ=γ3

饱和－γ水=20.00-10.00=10.00kN/m 水池底板底以上土的加权平均重度

γm=[γ土×Hw＋(γ饱和－γ水)×(Hb－Hw)]／Hb

- -可修编.

- .

=[18.00×0.000＋(20.00－10.00)×(7.500－0.000)]／7.500

3

=10.00kN/m

fa=40.00＋1.00×10.00×(7.500－0.5)=110.00kPa pk=107.52kPa5 抗浮验算:

水池自重Gp=284.75kN

挑出部分的覆土重Gexs=47.50kN 地下水作用荷载Giw=47.50kN

总自重W=Gp＋Gexs＋Giw=379.75kN 池体浸入水中高度h=7.50m

2

水池底面积Ab=3.80m 浮托力折减系数ηfw=1.00

总浮力F=ηfwγ水 h Ab=1.00×10.00×7.50×3.80=285.10kN W/F=1.33>Kf=1.10,抗浮验算满足。

22

6 力及配筋计算:(轴力:kN 弯矩:kN.m 面积:mm 配筋面积:mm/m) 池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正 顶板:下侧受拉为正,底板:上侧受拉为正

按《给水排水工程结构设计手册》静力计算查表 池壁的约束条件: 上端自由,下端固定

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池壁力计算查表系数H/dt=7.000/1.750×0.25=112.00≥56,按56查表。 荷载组合:

（1）闭水试验：池有水，池外无土 （2）使用时池无水：池无水，池外有土 闭水试验：

基本组合 :1.27×池水作用 标准组合 :1.00×池水作用 准永久组合:1.00×池水作用 设计值/标准值/准永久值 位置 0.00H 0.10H 0.20H 0.30H 0.40H 0.50H 0.60H 0.70H 0.75H 竖向弯矩 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 环向弯矩 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 环向轴力 0.00/ 0.00/ 0.00 1.11/ 0.88/ 0.88 2.22/ 1.75/ 1.75 3.33/ 2.63/ 2.63 4.44/ 3.50/ 3.50 5.55/ 4.37/ 4.37 6.67/ 5.25/ 5.25 8.01/ 6.31/ 6.31 8.77/ 6.90/ 6.90 - -可修编.

- .

0.80H 0.85H 0.90H 0.95H 1.00H 0.12/ 0.10/ 0.10 0.25/ 0.20/ 0.20 0.31/ 0.25/ 0.25 -0.06/ -0.05/ -0.05 -1.49/ -1.18/ -1.18 0.02/ 0.02/ 0.02 0.04/ 0.03/ 0.03 0.05/ 0.04/ 0.04 -0.01/ -0.01/ -0.01 -0.25/ -0.20/ -0.20 9.30/ 7.32/ 7.32 8.99/ 7.08/ 7.08 6.95/ 5.47/ 5.47 2.98/ 2.35/ 2.35 0.00/ 0.00/ 0.00

使用时池无水：

基本组合 :1.27×池外土作用＋1.27×地下水作用＋0.90×1.40×地面活荷载 标准组合 :1.00×池外土作用＋1.00×地下水作用＋0.90×1.00×地面活荷载 准永久组合:1.00×池外土作用＋1.00×地下水作用＋0.50×地面活荷载 设计值/标准值/准永久值 位置 0.00H 0.10H 0.20H 0.30H 0.40H 0.50H 0.60H 0.70H 0.75H 0.80H 0.85H 0.90H 0.95H 1.00H 竖向弯矩 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 -0.04/ -0.03/ -0.02 -1.24/ -0.97/ -0.96 -2.47/ -1.94/ -1.91 -3.09/ -2.43/ -2.39 0.66/ 0.51/ 0.50 14.91/ 11.70/ 11.53 环向弯矩 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 0.00/ 0.00/ 0.00 -0.01/ -0.00/ -0.00 -0.21/ -0.16/ -0.16 -0.41/ -0.32/ -0.32 -0.51/ -0.40/ -0.40 0.11/ 0.09/ 0.08 2.48/ 1.95/ 1.92 环向轴力 -6.64/ -4.96/ -3.79 -17.01/ -13.13/ -11.96 -27.38/ -21.29/ -20.13 -37.75/ -29.46/ -28.29 -48.13/ -37.63/ -36.46 -58.39/ -45.71/ -44.54 -68.87/ -53.96/ -52.79 -81.63/ -64.00/ -62.79 -88.74/ -69.59/ -68.38 -93.68/ -73.49/ -72.28 -90.22/ -70.78/ -69.67 -69.52/ -54.55/ -53.72 -29.75/ -23.35/ -23.01 0.00/ 0.00/ 0.00

池壁配筋及裂缝、抗裂度验算: 位置 竖向侧 竖向外侧 环向侧 环向外侧 计算As 500.0 500.0 500.0 500.0 配筋 E10130 E10130 E10130 E10130 实际As 604.2 604.2 604.2 604.2 裂缝宽度 0.07 0.07 0.01 0.01 抗裂度 --- --- 0.03 0.03

池壁的竖向最大裂缝宽度:0.07<=0.20 裂缝满足要求

池壁的环向最大抗裂度 :0.03<=act×ftk=1.55 抗裂度满足要求 池壁的环向最大裂缝宽度:0.01<=0.20 裂缝满足要求 顶板:按《水池结构规程》6.2.4或6.2.5计算

顶板的计算半径:R=0.850m 顶板的约束条件:周边简支 荷载组合:

- -可修编.

- .

基本组合 :1.20×自重＋1.40×顶板活荷载

2

S=1.20×5.00＋1.40×1.50=8.10kN/m 准永久组合:自重＋0.40×顶板活荷载

2

S=5.00＋0.40×1.50=5.60kN/m 顶板配筋及裂缝验算: 位置 设计值/准永久值 计算As 400.0 400.0 400.0 400.0 配筋 E10160 E10160 E10160 E10160 实际As 490.9 490.9 490.9 490.9 裂缝宽度 0.01 0.00 0.01 0.00 径向板中 1.16/ 0.80 径向板边 0.00/ 0.00 环向板中 1.16/ 0.80 环向板边 0.61/ 0.42

底板:按《水池结构规程》6.2.4或6.2.5计算

底板的计算半径:R=0.875m 底板的约束条件:周边简支+池壁弯矩 荷载组合： 闭水实验：

2

基本组合 :S=1.20×67.41＋1.27×(17.67／3.80－17.67／1.77)=74.09kN/m

2

准永久组合:S=1.00×67.41＋1.00×(17.67／3.80－17.67／1.77)=62.06kN/m 池壁传递的弯矩:设计值/准永久值= 1.49/ 1.18 kN.m/m 使用时池无水：

基本组合 :1.20×自重＋1.27×覆土自重＋1.27×地下水压力＋0.90×(1.40×顶板活荷载＋1.40×地面活荷载)

2

S=1.20×67.41＋1.27×12.50＋1.27×12.50＋0.90×(1.40×1.24＋1.40×1.74)=116.38kN/m 准永久组合:自重＋覆土自重＋1.00×地下水压力＋0.40×顶板活荷载＋0.50×地面活荷载

2

S=67.41＋12.50＋1.00×12.50＋0.40×1.24＋0.50×1.74=93.76kN/m 池壁传递的弯矩:设计值/准永久值= -14.91/ -11.53 kN.m/m 取两种组合中最大值为控制力。

底板配筋及裂缝验算: 位置 径向板中上 径向板中下 径向板边上 径向板边下 环向板中上 环向板中下 环向板边上 环向板边下 设计值/准永久值 12.72/ 10.58 0.00/ 0.00 1.49/ 1.18 -14.91/ -11.53 12.72/ 10.58 0.00/ 0.00 7.40/ 6.13 -5.62/ -4.05 计算As 600.0 600.0 600.0 600.0 600.0 600.0 600.0 600.0 配筋 E10100 E10100 E10100 E10100 E10100 E10100 E10100 E10100 实际As 785.4 785.4 785.4 785.4 785.4 785.4 785.4 785.4 裂缝宽度 0.04 0.00 0.00 0.05 0.04 0.00 0.02 0.02

7 混凝土工程量计算

- -可修编.

- .

顶板面积:A222

t=π(R＋t)=3.14×(0.750＋0.25)=3.14m

池壁面积:A22222

s=π((R＋t)－R) = 3.14×((0.750＋0.25)－0.750) = 1.37m

底板面积:Aπ(R＋t＋Le)2 = 3.14×(0.750＋0.25＋0.10)2 = 3.80m2

b= 水池混凝土总方量=At×t1＋As×H＋Ab×t2

=3.14×0.20＋1.37×7.000＋3.80×0.30=11.39m3

- -可修编.